pondělí 2. března 2015

Proč těžké předměty plavou na hladině?

Mnoho lidí si myslí, že ve vodě plavou lehké předměty a ty těžké se potopí.  Najít příklady, které této domněnce odporují je ale velmi jednoduché – těžká kláda v řece určitě bude plavat, zatímco zrnka zvířeného písku klesají ke dnu. Na čem tedy záleží, zda se těžké těleso ve vodě potopí nebo ne? Vyzkoušejte dnešní pokus a problém s plaváním či potápěním těles vám bude mnohem jasnější.

K uskutečnění pokusu budete potřebovat běžné předměty. Takové co asi máte po ruce, nebo je bez problému i s pár drobnými v peněžence koupíte v obchodě: tužka, izolepa, dlouhé pravítko, dvě čajové svíčky, plastelína, voda.

Tužku přilepte izolepou na obou koncích k desce pracovního stolu. Svíčky vyndejte z jejich hliníkových misek. Misky přilepte lepicí páskou na opačné konce pravítka. Pravítko položte přes tužku a pokuste se misky na jeho koncích vyvážit. Místo, kde je pravítko při vyvážení podepřené, si dobře zapamatujte – bude vaším tzv. rovnovážným bodem. Polohu rovnovážného bodu si vyznačte i na pravítku.  Jednu svíčku vraťte zpět do misky – dejte pozor, abyste neopatrností neposunuli polohu rovnovážného bodu. Do druhé misky pomaličku lijte vodu tak dlouho, dokud nebude plná. Co je těžší – vosk svíčky nebo voda? Myslíte si, že bude vosková svíčka plavat ve vodě nebo se potopí? Protože se pravítko převáží na stranu misky s vodou, znamená to, že více váží misky vody, než miska vosku. Z toho vyplývá, že vosk má menší hustotu než voda a proto se ve vodě nepotopí. Vyzkoušejte a uvidíte.

Uveďte pravítko i misky do původního stavu, tj. do stavu před zahájením experimentu - obě misky zcela prázdné. Tentokrát misku, ve které byl před chvílí vosk, zcela vyplňte plastelínou až po okraj. Pak pravítko opět podložte tužkou pod rovnovážným bodem a do druhé misky pomalu až po okraj dolévejte vodu. Co je těžší – kontejner s vodou nebo kontejner s plastelínou? Bude plastelína plavat ve vodě? Vyzkoušejte a uvidíte.

Jak vysvětlit průběh obou experimentů? Uvažujme spolu. Abychom zjistili, jestli se těleso potopí nebo nepotopí, musíme porovnat hmotnost obou pevných těles (vosk a plastelína) s hmotností vody ve druhém kontejneru. Pokud je hmotnost vosku (nebo plastelíny) v misce větší, než hmotnost vody ve druhé (ale stejné) misce, pak se vosk ve vodě potopí. Jestli jste zjistili opak, musí naopak plavat na hladině. Podobně je to i s dříve zmíněným zrnkem písku: maličké zrníčko písku se propadne vodní hladinou – je lehčí než stejné množství vody, nebo těžší? No a co ten obrovský kmen stromu? Jak je to s hmotností kmenu a stejného množství vody (vody o stejném objemu, jako má kmen stromu)?


Pokud chceme zjistit, jak se bude těleso chovat v libovolné kapalině, musíme zjistit jeho hustotu. Hustota je hmotnost dohodnutého objemu dané látky (nejčastěji metru nebo centimetru krychlového). Jestliže např. krychlový centimetr látky váží více než stejný objem vody, těleso se v kapalině potopí. 

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte. A hlavně se u pokusů dobře bavte!
Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby – i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy.


Žádné komentáře:

Okomentovat